试论新型工艺在水利施工中的应用效益

2016-03-13张益民

湖南水利水电 2016年3期

关键词：堆石效益土体

张益民

（福建省龙岩市水利投资发展有限公司　龙岩市　364000）

试论新型工艺在水利施工中的应用效益

张益民

（福建省龙岩市水利投资发展有限公司龙岩市364000）

【摘要】随着科学技术的不断发展，水利施工新技术得到广泛应用和拓展，形成了以新技术为核心的施工体系，在很大程度上提升了水利施工效益。文章主要从水利施工的新型工艺技术出发，对水利施工的各项内容进行探究，结合具体案例浅析各项新技术的应用效益。

【关键词】水利新型工艺施工技术应用效益

前言

水利施工工艺技术直接影响着水利施工效益，当前我国水利施工过程中整体技术不高，缺乏针对性的施工体系，这在很大程度上限制了水利工程的发展，导致水利施工质量大打折扣。如何在新时期水利施工需求基础上全面把握水利施工内容，将新型工艺技术应用到施工体系中已经成为人们关注的焦点。

1　水利施工的新型工艺技术

绿色混凝土技术、堆石混凝土技术、防水毯防水技术、振冲技术等是新时期水利施工的几项主要技术，应用到实际工程中可从根本上提升水利施工的经济效益和生态效益。

（1）绿色混凝土技术。

绿色混凝土技术是以废弃混凝土结构为中心，对其进行系统重构和功能重建的一项技术。该技术在应用过程中主要采用原废弃混凝土结构中的碎石、废料、废渣等作为主要材料，通过相关混凝土加工技术，将其制成混凝土砌块，然后依照具体的需求进行相应打磨，对混凝土砌块的具体参数进行明确。一般打磨的过程中要把握好其孔洞的大小，对其孔洞的规格、尺寸进行合理分析。绿色混凝土技术制混凝土砌块的过程中可以适当选取高分子材料作为辅助材料，在上述基础上制成火山岩砌块、中空式砌块等，通过填充相应的砌块绿色材料，如水剂、种子等，形成营养物质和营养空间，形成相应的绿色植物体系，从而形成绿色混凝土结构，这是绿色混凝土体系构建的基础。

（2）堆石混凝土技术。

堆石混凝土技术是以水化热控制为核心的混凝土处理技术，能够通过堆石及水化热的控制有效减少混凝土中的水泥量，在保证混凝土质量的基础上节约原材料，从而全面降低混凝土的经济成本。该技术在应用过程中利用自密实混凝土的高速流动、低分离性能、自流动等特征，将块石与自密实混凝土结合形成堆石体，施工工艺非常简单。

堆石混凝土技术主要应用在密实度较高和强度较高的体系中，可以实现大体积混凝土的施工，减少施工过程中有害气体的排放，具有水泥用量少、水化温升小、综合成本低、施工速度快、良好的体积稳定性、层间抗剪能力强等优点，在现今筑坝实践中已取得初步成果。

（3）防水毯防水技术。

防水毯防水技术主要是利用膨润土和土工织物实现结构的保护，消除水对水利施工结构的影响，是当前我国新型水利施工的重要手段。

膨润土主要由第三纪火山灰或流纹岩变质形成，其内部离子发生明显转变引起了晶格的膨胀，在一定程度上改善了土体的品质。基于膨润土的防水毯防水技术主要是利用膨体土构建土工布防水毯，在两层土工布之间注入膨润土铺设在施工表面进行水体防护。上述防水毯中下层土工布多选取机织聚丙烯织物，上层土工布多选取非机织聚丙烯织物，两者性能的差异有效改善了防水效果，从根本上提升了水利施工保护和加固质量。

（4）振冲技术。

振冲技术主要是利用产生水平向振动的管状设备在高压水流帮助下，实现振冲。上述振冲的过程中高压水流能够有效提升水利施工中混凝土的密实度，改善混凝土的粘结效益，从本质上优化水利施工质量，目前应用较多。

常规振冲技术施工的流程主要为：测量放样—→设备就位—→振冲成孔—→提升清空—→重复操作—→清洗填充—→成桩验收。要严格依照上述流程实现水利施工混凝土的振冲控制，保证振冲器在桩位核心，速度为（1～2）m/min。振冲达到一定深度后方可进行后续施工，否则要重复进行，直至质量达到设计标准。振冲技术实现了混凝土防护和植物生态防护的统一，从根本上提升了水利工程混凝土防护效益，具有非常广泛的应用价值。

2　新技术在水利施工中的应用效益

（1）绿色混凝土技术的应用分析。

绿色混凝土技术可以明显提升水利工程施工效益，改善水利工程施工质量，已经成为新时期水利施工的关键。在该技术应用的过程中，混凝土体系中形成了非常大的空隙，为绿色植物提供了良好的成长空间，这种环境下水利工程施工可以得到根本上的优化，形成硬质护坡和草皮护坡的全面结合，从本质上提升了水利工程的经济效益和生态效益。绿色混凝土技术在水利工程中的经济效益主要表现在：

①实现了资源的二次利用，提升了混凝土结构的稳定性和耐久性。绿色混凝土技术主要借助原有废弃的混凝土结构，在该基础上实施针对性的处理，大大降低了传统水利施工中的混凝土成本。

②技术处理的过程中运用绿色理念，通过生态防护提升混凝土的稳定性和耐久性，降低了不必要的混凝土结构损失，实现了混凝土经济效益的最大化，对改善现代水利施工具有至关重要的意义。

绿色混凝土技术生态效益主要表现在：形成了以绿色混凝土为核心的混凝土生态体系，有效改善了混凝土质量。绿色植物的覆盖加固了混凝土结构，实现了坡体的生态固化，延长了水利工程的寿命，从根本上提升了水利施工的生态效益。

（2）堆石混凝土技术的应用分析。

堆石混凝土技术可以应用在港口、铁路、公路、堤坝等相关水利项目施工的过程中，对水利施工效益的改善具有非常积极的意义。该技术施工操作非常简单，仅需要将自密实混凝土注入到块石体系中即可，减少了不必要的水泥资金投入，大大降低了施工成本。与此同时，堆石混凝土技术应用的过程中还能够大幅缩短施工周期，在短时间内达到相应的质量效果，从根本上优化水利施工的经济效益。

日本明石海峡大桥修建的过程中就选取堆石混凝土技术作为主要的桥体混凝土基础技术，运用堆石混凝土技术对吊桥的混凝土结构进行处理，有效提升了施工质量和施工效益。明石海峡大桥吊桥修建的过程中实际混凝土使用方量仅为29万m3，工期仅为2年，比设计方量和设计周期明显减少，大大改善了明石海峡大桥工程的效益指标。

（3）防水毯防水技术的应用分析。

防水毯防水技术选取膨润土作为施工的主要材料，从根本上降低了膨润土对环境的影响。膨润土是典型的生态环保材料，该技术应用的过程中操作非常简便，可以直接在土体上进行铺设，不需要找平层安装，有效提升了水利工程的施工效益。防水毯防水技术应用的过程中对土层的平整度要求不严格，整体施工条件较为简单，可以进行直接铺设。防水毯能够针对性地收缩、变形，实现搭接，从根本上提升防水层的粘结质量，提高水利工程防水水平。与此同时，防水毯防水技术具有非常好的自愈修补裂缝功能。常规水利施工过程中很容易出现由于管线问题、施工环境问题等引起的裂缝，导致水利工程效益大打折扣。而防水毯防水技术中的膨润土密实度较高，能够对细小裂缝及时填充，从根本上改善水利施工质量。该土体是天然矿物，在长时间的环境作用下不易出现变质，其耐性明显好于其他土体，为水利施工质量提供了良好的保障。

（4）振冲技术的应用分析。

振冲技术在当前水利施工中应用较为广泛，如我国飞来峡水利枢纽坝基、红山水库等。振冲技术能大幅改善土体质量，降低施工时可能出现的土体形变几率。除此之外，该技术还减少了混凝土处理过程中的人力投入、资金投入等，大大改善水利施工企业的经济效益。

飞来峡水利枢纽坝基土体较为松散，施工中回填砂的厚度达到15 cm左右，长度在300m左右，宽度在160m左右，施工面积较大。常规施工很容易出现由土体松散导致的坝基裂缝、坝基坍塌等问题，为了防止上述现象，施工人员利用振冲技术对该区域土体进行振冲、压实处理。选取150 kW液压振冲器，就地加密处理，从根本上提升了飞来峡土体密实度，为后续施工打下了良好的基础。红山水库施工的过程中也具有上述特征，选取75 kW振冲器进行加密处理，振冲器孔距设置为3.0m。加密处理后土体质量明显提升，在很大程度上改善了水利施工坝体的安全质量。